旋挖钻机施工工艺工法培训资料

旋挖钻机施工工艺工法培训资料内容摘要：

的配制 （ 1） 泥浆对钻孔孔壁的稳定作用 旋挖工法是一种无循环液钻进法，使用的泥浆是静态泥浆，泥浆在该工法的应用除了具有悬浮钻渣，减小钻进阻力等作用外，最主要的作用是对钻孔孔壁的稳定作用。 旋挖钻孔深度一般在 70m～ 80m 之内 ，这类地层分布在地表附近，主要是风化残积层、冲击层、洪积层 、流砂层，这类地层一旦被钻穿以后，将破坏其原来的相对稳定或平衡状态，使孔壁失去约束而产生不稳定，造成钻进过程中的坍塌、缩径、超径、孔内掉块等现象。 根据 不同的地层配制不同的泥浆，通过泥浆在钻孔内维持一定的水头高 度，形成对孔壁的静水压力来防止孔壁坍塌；对砂、砾、卵石等松散渗漏性地层，采用泥浆可在孔壁表面形成一层泥皮，有效的阻止孔壁内外相互渗流，起到了保护孔壁的作用。 （ 2） 泥浆的配制 泥浆是由粘土、清水 、 化学处理剂按一定的配比搅拌配制而成。 由于钻孔 灌 13 注桩口径大，需要的泥浆量很大，结合经济方面的 考虑，通常考虑优先利用所钻地层中的粘土，采用清水钻进自然 浆。 必要时掺入一定量的膨润土，以改善泥浆的性能。 若所钻地层为砂性重、稳定性差、松散易塌地层，就应选择水化性能好，造浆率高、含砂量少的 优质 粘土或膨润土粉来配制泥浆。 ① 粘土是组成泥浆的最重要材料 粘土 以高 岭石或伊利石为主的膨润土为最常见，但其水化性能差，造浆性能不好，只用于一般地层。 而以蒙托石为主的膨润土，水化性能强，吸附性好，是配制低固相泥浆的优质粘土材料。 良好的制浆粘土材料技术指标为： A． 胶体 率不低于 95％ B． 含砂率不高于 4％ C． 造浆能力不低于 8m3/t ② 清水 海水、地下水、河水或性质不明的水，含有大量盐类，将使泥浆的粘度、切力猛增，失水量变大。 达到一定浓度时，膨润土就会聚集、沉淀分离，造成对泥浆性能的破坏。 自来水是配制泥浆最好的一种水。 无自来水时， PH 值为中性的水也可用于泥浆搅拌。 否则 ， 应在泥浆中加分散剂，或使用盐的处理剂。 ③ 泥浆化学处理剂 为了使泥浆的性能满足护壁 条件，配制泥浆时 按泥浆的性能设计需在泥浆中加入相应的处理剂。 按作用不同分为分散剂、增粘降 失水剂、加重剂、 防漏防坍剂及盐 水处理剂等。 （ 3） 各种地层泥浆性能参数的选择 旋挖工法使用静态泥浆，对泥浆性能参数主要侧重于比重、粘度、切力和失水量。 泥浆性能参数的选择视地层性质、地下水位高低和承压水头大小综合考虑。 旋挖钻进各种地层的泥浆性能参数选择如下： 泥浆参数 地层 密度 （ g/cm3） 粘度 （ S） 失水量 （ ml/30min） 含砂量 （％） 胶体率 （％） 非含水层粘土、 ～ 15～ 16 3 4 90～ 95 14 亚粘土 流砂层 ～ ～ 27 5～ 7 2 粉、细、中砂 层 ～ 16～ 17 20 4～ 8 90～ 95 粗 砂 砾石层 ～ 17～ 18 15 4～ 8 90～ 95 卵石漂石层 ～ 18～ 28 15 4 90～ 95 承压水含水层 ～ 25 15 4 90～ 95 遇水膨胀岩层 ～ 20～ 22 10 4 坍塌掉块岩层 ～ 22～ 28 15 4 97 （ 4） 泥浆的回收 旋挖钻进用泥浆，一般情况下，只要对钻孔孔口保护好，特别是灌注砼时孔口、漏斗不漫流水泥浆体，灌注砼 被置换出来的泥浆 70～ 80％可以回收，经机械或化学方法净化、沉淀处理后可以再利用。 护筒的作 用 和埋设 （ 1） 护筒的作用： A、 控制桩位，导正钻具； B、 保护孔口，防止孔口土层坍塌； C、 提高孔内的水头高度，增加对孔壁静水压力以稳定孔壁； D、 护筒顶面可作为测量钻孔深度 、 钢筋笼下放深度 、 混凝土面位置及导管埋深的基准面。 （ 2） 对护筒及其埋设的要求： A、 护筒内径 ： 护筒内径一般应比钻孔桩设计直径稍大约 ～。 B、 护筒顶端高度 ： 控制护筒顶端高度其目的是使孔内水位高于地下水位而形成一定的水头，使孔壁 在静水压力的作用下 趋 于稳定。 因此，在旱地施工时，护筒顶端应高出地面 ；在水域施工时，护筒顶端应高出施工水位 ～。 若孔壁容易坍塌，则护筒顶端应高出地下水位 ～ ；当孔内有承压水时，护筒顶端应高出稳定水位 ～。 C、 护筒底端埋置深度 ： 控制护筒底端埋置深度主要 是 防止护筒内水位较高时，护筒脚冒水，保持护筒稳固。 旱地或浅水处，对于粘性土不小于 ～ ；对于砂土应将护筒周围 ～ ，夯填粘性土至护筒底 15 以下。 深水及河床软土 、 淤泥层较厚处，应尽可能深入到不透水粘土层内 1～；河床为软土 、 淤泥 、 砂土时，护筒底端埋置深度应经过仔细研究决定，但不得小于。 D、 护筒位置埋设偏差 ： 规范 JTJ041－ 89 规定了泥浆护壁成孔灌注桩护筒中心与桩位中心的偏差不得大于 50mm，规范 JTJ041－ 89 还规定了护筒倾斜度偏差不得大于 1％。 六、 不同地层旋挖钻进施工工艺 旋挖钻机施工工艺 一般 规范流程 场地平整 桩位放线 钻机到位 埋设护筒 钻进作业 成孔监测 钻至设计孔深、清孔 下放钢筋笼 下放导管 二次清孔 灌注砼前准备 复测桩位 制备泥浆，向孔内注浆 测量孔深、垂直度、直径 监理检测 监理检测 钢筋笼制作 监 测元件预设 测回淤 砼制作 砼试件 灌注砼 测量砼面高度 16 实际施工操作中，根据不同的地质条件，施工工 况 ，选择合适的钻杆，选配合理的钻头，安装有效的护筒，正确配制调节泥浆，并严格控制钻具的升降速度，控制钻具每回次进尺深度，控制钻孔的垂直度，控制孔径大小等一系列具体工艺措施，保证成孔成桩质量。 不同地层旋挖钻机施工工艺措施 地层岩土的成因构造、物理性质、水理性质、力学性质等特征，水文地质条件 ， 钻孔深度、大小等，对旋挖钻进工艺影响 较 大。 针对不同的地质条件、施工工况，采用不同的施工工艺 措施 ，保证旋挖钻进施工的顺利进行。 （ 1） 漏失坍塌地层的施工工艺措施 回 填碎石土层、泥砂层、砂卵砾石层，胶结不良的松散土层，水敏性泥岩层等均为易漏失的坍塌地层。 该类地层产生坍塌的原因有力学不稳定坍塌，遇水不稳定坍塌 ， 及施工过程 中 钻斗速度过快产生的 对孔壁的 激振 冲 力、及负压等引起的坍塌。 该类地层 按旋挖 钻机施工工艺规范流程 进行施工，同时采取如下对应的工艺措施： A、 堵漏防坍泥浆配制： 在黏土泥浆中，按大于 1kg/m3 加 入 聚丙烯酰胺（ PAM）， 或按 1%加入 腐植酸钾（ KHM）等防坍剂，以及加入 5~10cm长的麦杆稻草等纤维材料，并加入适量重晶石粉，使泥浆比重在 以上，黏度在 28（ s）以上，形成低失水、高矿化度、高滤液黏度、密度和黏度适当的防坍泥浆，取堵漏护壁和加大泥浆柱压力平衡较大的地层侧压力的作用。 B、 保持静压水头： 钻进过程中始终保持孔内水位比地下水位高出 2m以上水柱，否则在钻斗提拔出护筒 养护 处理桩头 成桩 17 离孔内泥浆面之前就开始补充泥浆。 C、 护筒埋 设 ： 对厚层 流 砂层，应加长护筒埋深 至流 砂层 以下 1~2m， 有效隔离 流 砂层。 长护筒的埋深采用振 动 锤 振动沉入。 D、 限制钻斗回转速度： 钻斗与孔壁间隙较小，若转速太高，钻斗带动泥浆大速度冲刷孔壁导致垮孔。 按 线速度控制在 ， Ф m 的钻斗转速 n≤ 8rpm。 E、 限制钻斗升、降速度： 桩径（ m） 提升速度（ m/s） 下降速度（ m/s） Ф Ф F、 钻斗选用： 卵。